કન્વર્જિંગ (બહિર્મુખ) લેન્સ માટે રે ડાયાગ્રામ વિશેનો લેખ
જો કોઈ વસ્તુ બહિર્મુખ લેન્સની એક બાજુ હોય, તો બહિર્મુખ લેન્સ તે વસ્તુની છબી બનાવી શકે છે. જો બહિર્મુખ લેન્સની એક બાજુ પર વસ્તુનું સ્થાન જાણીતું હોય, તો વસ્તુની છબી રચના કેવી રીતે દોરવી? ધારો કે કોઈ વસ્તુ બહિર્મુખ લેન્સની ડાબી બાજુએ છે, જેમ નીચે બતાવ્યું છે.
નારંગી રેખા = બહિર્મુખ લેન્સ
વાદળી રેખા = મુખ્ય અક્ષ
તીર (લીલો) = વસ્તુ
F1 = કેન્દ્રીય લંબાઈ 1 અને F2 = કેન્દ્રીય લંબાઈ 2
પદાર્થની છબીની આકૃતિ પદાર્થમાંથી પસાર થતા બધા પ્રકાશ કિરણો દોરીને મેળવવામાં આવે છે, પરંતુ આ ઓછું વ્યવહારુ છે કારણ કે પ્રકાશ કિરણોનું પ્રતિનિધિત્વ કરતી ઘણી રેખાઓ હશે. સરળતા માટે, પદાર્થમાંથી પસાર થતા બધા પ્રકાશ કિરણોનું પ્રતિનિધિત્વ કરવા માટે ફક્ત થોડા પ્રકાશ કિરણો પસંદ કરવામાં આવ્યા છે. આ ઘટનામાં પ્રકાશનું વક્રીભવન શામેલ હોવાથી, છબી રચના દોરતી વખતે પ્રકાશના વક્રીભવનના નિયમનું પાલન કરવું આવશ્યક છે.
પ્રકાશના ત્રણ કિરણો અથવા ત્રણ કિરણો
રે ૧ :
બહિર્મુખ લેન્સ તરફ આવતો કિરણ 1 અથવા પ્રકાશ કિરણ 1 લેન્સના મુખ્ય અક્ષની સમાંતર દોરવામાં આવે છે અને પદાર્થના ઉપરના છેડાને સ્પર્શે છે,
પછી બહિર્મુખ લેન્સ દ્વારા વક્રીભવન થાય છે, જ્યાં પ્રકાશનો વક્રીભવન કિરણ કેન્દ્રબિંદુ 2 માંથી પસાર થવો જોઈએ. આવતા કિરણો અને દોરવામાં આવતા વક્રીભવન કિરણો પ્રકાશના વક્રીભવનના નિયમને પૂર્ણ કરે છે.
રે ૧ :
કિરણ 2 અથવા પ્રકાશ કિરણ 2 જે બહિર્મુખ લેન્સ પર આવે છે તે કેન્દ્રબિંદુ 1 ને પસાર કરવા અને પદાર્થના ઉપરના છેડાને સ્પર્શ કરવા માટે દોરવામાં આવે છે,
પછી બહિર્મુખ લેન્સ દ્વારા વક્રીભવન થાય છે, જ્યાં પ્રકાશનો વક્રીભવન કિરણ મુખ્ય અક્ષની સમાંતર હોવો જોઈએ. આવતા કિરણો અને દોરવામાં આવતા વક્રીભવન કિરણો પ્રકાશના વક્રીભવનના નિયમને પૂર્ણ કરે છે.
રે ૧ :
બહિર્મુખ લેન્સ પર આવતા કિરણ 3 અથવા પ્રકાશ કિરણ 2 ને બહિર્મુખ લેન્સ અને મુખ્ય અક્ષના આંતરછેદ બિંદુમાંથી પસાર થવા માટે દોરવામાં આવે છે અને પદાર્થના ઉપરના છેડાને સ્પર્શે છે; પછી પ્રકાશ કિરણ આગળ ધપાવવામાં આવે છે.
છબીની રચના (બે કિરણો)
નીચે બતાવ્યા પ્રમાણે, ફક્ત બે કિરણોનો ઉપયોગ કરીને છબી રચના દોરી શકાય છે. જો બે કિરણોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે, તો ત્રણ શક્ય છબી રચના છે.
રે ૧ અને ૨
રે ૧ અને ૨
રે ૧ અને ૨
પ્રકાશના ફક્ત બે કિરણોનો ઉપયોગ કરીને છબી રચનાની આકૃતિને બહિર્મુખ લેન્સથી પદાર્થના અંતર દ્વારા પણ ગોઠવવાની જરૂર છે. જો બહિર્મુખ લેન્સથી પદાર્થનું અંતર ઉપરની આકૃતિમાં જેવું હોય, તો ફક્ત બે કિરણોનો ઉપયોગ કરીને છબી રચના દોરવાની ત્રણ રીતો છે. જો બહિર્મુખ લેન્સથી પદાર્થનું અંતર ઉપરની આકૃતિથી અલગ હોય, ઉદાહરણ તરીકે, પદાર્થ કેન્દ્રબિંદુ અને વક્રતાના કેન્દ્ર વચ્ચે હોય,
તો પછી છબી રચના દોરવા માટે ત્રણ રીતોની જરૂર નથી, કદાચ દોરવાના ફક્ત બે જ રસ્તા છે.
જો તમે બહિર્મુખ લેન્સ દ્વારા છબી રચના દોરો છો, તો તમે એક પદ્ધતિ પસંદ કરી શકો છો.
છબીની રચના (ત્રણ કિરણો)
નીચે બતાવ્યા પ્રમાણે, ત્રણ કિરણોનો ઉપયોગ કરીને પદાર્થ રચના દોરી શકાય છે.
જો પદાર્થનું બહિર્મુખ લેન્સથી અંતર ઉપરોક્ત આકૃતિ જેવું ન હોય, ઉદાહરણ તરીકે, પદાર્થ બહિર્મુખ લેન્સ અને કેન્દ્રબિંદુ વચ્ચે હોય, અથવા પદાર્થ કેન્દ્રબિંદુ અને બહિર્મુખ લેન્સના વક્રતાના કેન્દ્ર વચ્ચે હોય, તો ઉપરોક્ત આકૃતિની જેમ ત્રણ રીતે છબી રચના દોરવાની જરૂર નથી. છબી રચના દોરવાની ફક્ત બે રીતો હોઈ શકે છે.
- પ્રશ્ન: કન્વર્જિંગ લેન્સ માટે કિરણ આકૃતિઓ દોરવામાં કયા ત્રણ મુખ્ય કિરણોનો ઉપયોગ થાય છે? જવાબ: ત્રણ મુખ્ય કિરણો છે: (1) સમાંતર કિરણ જે મુખ્ય અક્ષની સમાંતર આવે છે અને વક્રીભવન પછી દૂરના કેન્દ્રબિંદુમાંથી પસાર થાય છે; (2) કેન્દ્રીય કિરણ જે વિચલન વિના સીધા લેન્સના કેન્દ્રમાંથી પસાર થાય છે; (3) કેન્દ્રીય કિરણ જે નજીકના કેન્દ્રબિંદુમાંથી પસાર થઈને લેન્સની નજીક આવે છે અને લેન્સને મુખ્ય અક્ષની સમાંતર છોડી દે છે.
- પ્રશ્ન: કન્વર્જિંગ લેન્સ માટે કિરણ આકૃતિમાં લેન્સના ઓપ્ટિકલ સેન્ટરમાંથી પસાર થતું કિરણ કેવી રીતે વર્તે છે? જવાબ: લેન્સના ઓપ્ટિકલ સેન્ટરમાંથી પસાર થતા કિરણો વાંકા વળ્યા વિના એક જ દિશામાં ચાલુ રહે છે. આનું કારણ એ છે કે ઓપ્ટિકલ સેન્ટર પર લેન્સની બે સપાટીઓ સમાંતર હોય છે અને આમ, કોઈ ચોખ્ખું વિચલન થતું નથી.
- પ્રશ્ન: કન્વર્જિંગ લેન્સ માટેના કિરણ આકૃતિમાં, મુખ્ય અક્ષની સમાંતર મુસાફરી કરતું કિરણ ક્યાં વક્રીભવન કરે છે? જવાબ: શરૂઆતમાં મુખ્ય અક્ષની સમાંતર મુસાફરી કરતો કિરણ લેન્સમાંથી વક્રીભવન કરે છે અને લેન્સની બીજી બાજુના કેન્દ્રબિંદુમાંથી પસાર થાય છે.
- પ્રશ્ન: કન્વર્જિંગ લેન્સ માટેના કિરણ આકૃતિમાં નજીકના કેન્દ્રબિંદુમાંથી પસાર થતું કિરણ કેવી રીતે વર્તે છે? જવાબ: નજીકના કેન્દ્રબિંદુમાંથી પસાર થતું કિરણ, વક્રીભવન પર, લેન્સમાંથી બહાર નીકળશે અને મુખ્ય અક્ષની સમાંતર મુસાફરી કરશે.
- પ્રશ્ન: કન્વર્જિંગ લેન્સ માટેના કિરણ આકૃતિમાં, જ્યારે પદાર્થ કેન્દ્રબિંદુની બહાર હોય ત્યારે વક્રીભવન પામેલા કિરણો ક્યાં છેદે છે? જવાબ: જ્યારે પદાર્થ કેન્દ્રબિંદુની બહાર હોય છે, ત્યારે વક્રીકૃત કિરણો લેન્સની વિરુદ્ધ બાજુએ એકબીજાને છેદે છે, જે વાસ્તવિક અને ઊંધી છબી બનાવે છે.
- પ્રશ્ન: કન્વર્જિંગ લેન્સ માટે કિરણ આકૃતિમાં વક્રીભવન પામેલા કિરણોનું આંતરછેદ શું દર્શાવે છે? જવાબ: વક્રીભવન પામેલા કિરણોનું આંતરછેદ લેન્સ દ્વારા રચાયેલી છબીનું સ્થાન દર્શાવે છે. આ વસ્તુની સ્થિતિના આધારે વાસ્તવિક અથવા આભાસી છબી હોઈ શકે છે.
- પ્રશ્ન: જ્યારે પદાર્થ અનંતથી લેન્સ તરફ જાય છે ત્યારે કિરણ આકૃતિમાં છબીનું સ્થાન કેવી રીતે બદલાય છે? જવાબ: જેમ જેમ પદાર્થ અનંતતાથી લેન્સ તરફ ખસે છે, તેમ તેમ છબી લેન્સની વિરુદ્ધ બાજુ પરના કેન્દ્રબિંદુથી અનંતતા તરફ ખસે છે. જો પદાર્થ કેન્દ્રબિંદુને પાર કરીને તેની અંદર આવે છે, તો છબી આભાસી, સીધી અને વિસ્તૃત બને છે, અને પદાર્થની સમાન બાજુ પર સ્થિત દેખાય છે.
- પ્રશ્ન: કન્વર્જિંગ લેન્સ માટેના કિરણ આકૃતિમાં, જ્યારે પદાર્થ કેન્દ્રબિંદુની અંદર હોય ત્યારે વક્રીભવન પામેલા કિરણો ક્યાંથી અલગ થતા દેખાય છે? જવાબ: જ્યારે પદાર્થ કેન્દ્રબિંદુની અંદર હોય છે, ત્યારે વક્રીભવન પામેલા કિરણો પદાર્થની જેમ લેન્સની સમાન બાજુના બિંદુથી અલગ થતા દેખાય છે, જે વર્ચ્યુઅલ, સીધા અને વિસ્તૃત છબીનું સ્થાન દર્શાવે છે.
- પ્રશ્ન: કન્વર્જિંગ લેન્સ માટે કિરણ આકૃતિમાં વક્રીભવન પામેલા કિરણો એકબીજાને છેદે નહીં તેનો શું અર્થ થાય છે? જવાબ: જો વક્રીભવન પામેલા કિરણો એકબીજાને છેદે નહીં, તો તેનો અર્થ એ થાય કે રચાયેલી છબી વર્ચ્યુઅલ છે. આ ત્યારે થાય છે જ્યારે પદાર્થને લેન્સની કેન્દ્રીય લંબાઈમાં મૂકવામાં આવે છે. આ કિસ્સામાં, કિરણો પદાર્થની બાજુમાં લેન્સની પાછળના બિંદુથી અલગ પડેલા દેખાય છે.
-
પ્રશ્ન: લેન્સની સામગ્રી કન્વર્જિંગ લેન્સના કિરણ આકૃતિને કેવી રીતે પ્રભાવિત કરે છે? જવાબ: લેન્સની સામગ્રી તેના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સને અસર કરે છે. વધારે રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ લેન્સમાં પ્રવેશતી વખતે કિરણોને વધુ વળાંક આપે છે, જેના કારણે ફોકલ પોઈન્ટની સ્થિતિ બદલાય છે અને પરિણામે પરિણામી કિરણ આકૃતિને અસર થાય છે. જોકે, કિરણ આકૃતિ દોરવા માટેના મૂળભૂત નિયમો સમાન રહે છે.
